隔膜泵選型和分類作用

主要闡述了隔膜泵的組成和分類，以及調節間的類型、執行機構、作用方式、流量特性（xìng）等選擇原則和方法，並對調節閻選擇的方法、原則進行了分析。隔膜泵（bèng）在過程控製中的作用是接受調節器或計算機的控（kòng）製（zhì）信號，改變被調（diào）介質的流量，使被調參數維持在所要求的範（fàn）圍內，從而（ér）達到生產過程的自動化。如果把自動調節係統與人（rén）工調節過程相比較，檢測（cè）單（dān）元（yuán）是人的眼睛，調節控製單元是人的大腦（nǎo），那麽執行單元—隔（gé）膜泵就是人的手和腳。要實現對工藝過程某一參數如溫度（dù）、壓力（lì）、流量、液位（wèi）等的調節（jiē）控製，都離不開（kāi）隔膜泵。因此正確選擇隔膜泵在過程自動化中具有重要意義。

隔膜泵的組成與分類

隔膜泵又稱控製泵，是執行器的主要類型（xíng），通過接受調節（jiē）控製單元輸出的控製（zhì）信號，借助（zhù）動力操作去改變流體流量。隔膜泵一般由執行機構和閥門組成。如果按其所配執行機構使用的動力，隔膜泵可（kě）以分為氣動、電動、液動三種，即以（yǐ）壓縮空氣為動力源的氣動隔膜泵，以（yǐ）電為動力源的電動隔（gé）膜（mó）泵（bèng），以液體介質(如油等)壓力為動力的電液動隔膜泵，另外，按其（qí）功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現（xiàn）場總線（xiàn）型隔膜泵等。隔膜泵的產（chǎn）品類型很
多，結構也多種多（duō）樣，而且還在不斷更新和變（biàn）化。一般來說（shuō）閥是通用的，既可以與氣動執行機構匹配，也可以與電動執行機構（gòu）或其他執行機構匹配。

隔膜泵類型的選擇

2.1隔（gé）膜泵的閥體類型選擇

閥體的選擇（zé）是隔膜泵選擇中重要（yào）的環節（jiē）。隔膜泵（bèng）閥體（tǐ）種類很多，常用的有直通單（dān）座、直（zhí）通雙座、角形、隔膜、小流量、三（sān）通、偏心旋（xuán）轉、蝶形、套筒式、球形等10種（zhǒng）。在選擇閥門之前，要對控製過程的介（jiè）質、工藝條件和參數進行細心的分析，收集足夠的數據（jù），了解係統對隔膜泵（bèng）的要求（qiú），根據（jù）所收集的數據來確（què）定所要使用的閥門類型。在具體選擇時，可從（cóng）以下幾方麵考慮:

(1)閥芯形（xíng）狀結構（gòu）主（zhǔ）要（yào）根據所（suǒ）選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。

(2)耐磨損（sǔn）性當流體介（jiè）質是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時，閥芯、閥座接合麵每一次關閉都會受到嚴（yán）重摩擦。因此閥門的流路要光滑，閥的內部材料要堅硬。

(3)耐（nài）腐（fǔ）蝕由於介質具（jù）有腐蝕性，在能滿足調節功（gōng）能的情況下，盡量選擇結構簡單閥門（mén）。

(4)介質的溫度、壓力當介質的溫（wēn）度、壓力高且變化大時，應選用閥芯和閥座的材料受溫度（dù）、壓力變化小的閥門。

(5) 防止閃（shǎn）蒸和空化閃蒸和空化隻產（chǎn）生在液體介質。在實際生（shēng）產過程中，閃蒸和空化不僅（jǐn）影響流量係（xì）數（shù）的計算，還會（huì）形成振動和噪聲，使閥門的使用（yòng）壽命變（biàn）短，因此在選擇閥（fá）門時應防止閥門產生閃蒸和空（kōng）化。

2.2隔膜（mó）泵執行機構的選擇

2.2.1 輸出力的考慮

執（zhí）行機構不論是何種類型，其輸出力都是用於克服負荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有關（guān）力的（de）作用)。因此，為了使隔膜泵正常工作，配（pèi）用的執行機構（gòu）要能產生足夠的輸出力來克服各種阻力，保證高（gāo）度密封和閥門的（de）開啟。
對於雙作用的氣動、液（yè）動、電（diàn）動執行機構，一般都沒有複位彈簧。作用（yòng）力的大小與它的運行方向無關，因此，選擇執（zhí）行機構的（de）關鍵在（zài）於弄清大的輸出（chū）力和電機的轉動力（lì）矩。對於單作用（yòng）的氣動執行機構，輸出力與閥門的開度有關，隔膜泵上的出現的力也將（jiāng）影響運動特性，因此要求在整個隔膜泵的（de）開度範圍建立力平衡（héng）。

2.2.2 執行機構類型（xíng）的確定
對執行機構輸出力（lì）確定後，根據工藝使用環境要求（qiú），選擇相應的執行機（jī）構。對於現場有防爆要求時，應選用氣動執行機構，且接線（xiàn）盒為防爆型，不能選擇電動執行機構。如果沒有防爆要求（qiú），則氣動、電動執行機構都可選用，但從（cóng）節能方麵考慮，應盡量選用電動執行機構。對於液動執行機構，其使用不如氣（qì）動、電動執行機構廣泛，但具有調節精度高、動作（zuò）速度快和平穩的特點，因此，在某些情況下，為了達到較好調節效果，必（bì）須選用液動執（zhí）行機構，如發電廠透明機的速度調節、煉油廠的催化裝置反應器的溫度（dù）調節（jiē）控製等。

3、隔膜泵的作用方式選擇

隔膜泵的作用方式隻是在選用氣動執行機構時才有，其作用方式通過執行機構正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形（xíng）式（shì）有4種即正正(氣關（guān）型)、正反(氣開型)、反正(氣（qì）開型)、反反(氣關型)，通（tōng）過這四種組（zǔ）合形成的隔膜泵作用方式（shì）有氣開和氣（qì）關兩種。對於隔膜泵作用方式的選擇，主要從三方麵（miàn）考慮（lǜ）:a)工藝生產安全;b)介質的特性;c)保證產（chǎn）品質量，經濟損失小。

4、隔膜泵流（liú），特性的選擇

隔膜泵的流量特性是指介質流過閥門的相（xiàng）對流量與位移(閥門的相對開（kāi）度)間的關係，理（lǐ）想流量特性主要有直線、等百分比(對數)、拋物線和快開等4種，特性（xìng）曲線和閥芯形狀如圖（tú）1和圖2所示。常用的理想流量特性隻有直線、等百分比(對數)、快開三種。拋（pāo）物線流量特性（xìng）介於（yú）直線和等百分比之間，一般可用等百分比（bǐ）特性來（lái）代替，而快開特性主要用（yòng）於二位調節及程序控製中，因此隔膜泵特性的選擇實際上是直線和等百分比流量特性的選擇。

隔膜泵流量特性的選擇（zé）可以通（tōng）過理論計算（suàn），但所（suǒ）用的方法和（hé）方程都（dōu）很（hěn）複雜。目前多采用經驗準則，具體從下幾方（fāng）麵考慮:①從調（diào）節係統（tǒng）的調節（jiē）質量分析並選擇;②從工藝配管情況考慮;③從負荷變（biàn）化（huà）情況分析。

選擇好隔膜泵的流（liú）量特性，就可以根據其流量特性確定（dìng）閥（fá）門閥芯的形狀和（hé）結構，但對於（yú）像隔膜閥、蝶閥等，由於它們的結構特點，不可能用（yòng）改變閥芯的曲麵形狀來達到所需（xū）要（yào）的流量特性，這時，可通過改變所配閥門定位器的反饋凸輪外形來實（shí）現。

5、隔膜泵口（kǒu）徑的選擇

隔膜（mó）泵口徑的選擇（zé）和確定主要依據閥的流通能（néng）力即Cv。在各種工（gōng）程的（de）儀表設計和（hé）選型時，都要對隔（gé）膜（mó）泵（bèng）進行Cv計（jì）算，並提供（gòng）隔膜泵設（shè）計說明書。從隔膜泵的（de）Cv計算到閥的（de）口徑確定，一般需（xū）經（jīng）以下步驟:
1)計算流量的確定。現有的生產能力、設備負荷及介質（zhì）的狀（zhuàng）況，決定計算流量的Qmax和（hé）Qmin.
2)閥前後壓差的確定。根據已選（xuǎn）擇的閥流量特性及係統特點選定S(阻力係數)，再確定計算壓差。
3)計算Cv。根據所（suǒ）調節的（de）介質選擇合適的計算公式和（hé）圖表，求得Cmax和Cmin.
4)選用Cv。根據Cmax,在所選擇的產品標準係（xì）列中選（xuǎn）取>Cmax且與其接近的一（yī）級C.
5)隔（gé）膜泵開度驗算。一般要求大計算流量時的開度≯90%，小計（jì）算流量時的開度≮10%。
6)隔膜泵實際可調比的驗算。一般要求實際可（kě）調（diào）比≮10。
7)閥（fá）座直（zhí）徑（jìng）和（hé）公稱直徑的確定。驗（yàn）證合適後，根據C確定（dìng）。

綜上所述隔膜泵的選擇是（shì）非常細致（zhì）的工作，不僅要有紮實的專業（yè）理論知識，還要有豐富實踐經驗。選擇得好不（bú）僅有利於調（diào）節控製回路（lù）PID參數的整定，使被調參數得到較好地控製效果，也使隔膜泵（bèng）的使用壽命（mìng）大大增長。隔膜泵（bèng）的選擇要因地製宜，並非一成不變，要在實踐的過程中不斷（duàn）總結和創新，特別隨著機電一（yī）體化技術、計算機和數字信息技術的應（yīng）用，隔（gé）膜泵的（de）結構功能（néng）變得更好、更全（quán）麵，為選擇隔膜泵提供了極大的方（fāng）便。